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2023-01-30 08:54 |
《OptiBPM入门教程》
随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 U_Ptqqt% q~o<*W OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 tw/dD + iHf $ 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 k%#EEMh `UaD6Mc<Mz 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 f~R(D0@ tSUEZ62EY 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 F~W6Bp^W fU}ub2_in 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 &wawr2)} P3=G1=47U
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Iyn(?w |SSSH
目 录 d&Zpkbh" 1 入门指南 4 lfgq=8d 1.1 OptiBPM安装及说明 4 gZXi]m& 1.2 OptiBPM简介 5 8kIksy 1.3 光波导介绍 8 GL}]y -f 1.4 快速入门 8 3;9^ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 O8r|8]o 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ^uc=f2=>, 2.2 定义布局设置 29 eM6<%?b 2.3 创建一个MMI耦合器 31 SKN`2[ahD 2.4 插入input plane 35 ^z*t%<@[Q 2.5 运行模拟 39 Dx?,=~W9 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 n( yn< 3 创建一个单弯曲器件 44 Nh|uO?&C6 3.1 定义一个单弯曲器件 44 &6!)jIWJ 3.2 定义布局设置 45 CK@@HSm}l 3.3 创建一个弧形波导 46 g:@#@1rB6 3.4 插入入射面 49 (5YM?QAd 3.5 选择输出数据文件 53 s ll\g 3.6 运行模拟 54 h;"4+uw 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Sz`,X0a 4 创建一个MMI星形耦合器 60 |HQW0 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 2F.;;Ab 4.2 定义布局设置 61 T7%S
#0,p 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Wn2NMXK 4.4 插入输入面 62 q54]1TQ 4.5 运行模拟 63 _TZRVa_ 4.6 预览最大值 65 .`eN8Dl1 4.7 绘制波导 69 \}b%E'+_T 4.8 指定输出波导的路径 69 dZ@63a>>@ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 iYoMO["X 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Zu[su>\ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 </zEg3F\ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 \M^bD4';> 5.1 定义波导材料 75 03Ycf'W 5.2 定义布局设置 76 g3y~bf 5.3 创建波导 76 TD0
B% 5.4 修改输入平面 77 9Y9GwL]T 5.5 指定波导的路径 78 C1)!f j= 5.6 运行模拟 79 Bwxd&;E 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 6bC3O4Rw 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SqpaFWr 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZY+qA 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
b4kgFA
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 XRi8Gpg 6.2 定义布局结构 89 ,f>k%_U} 6.3 绘制并定位波导 91 g) jYFfGfH 6.4 生成布局脚本 95 Xx:"4l.w. 6.5 插入和编辑输入面 97 #X1ND 6.6 运行模拟 98 0GeTSFj 6.7 修改布局脚本 100 3]S$ih&A 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )y$(AJx$ 7 应用预定义扩散过程 104 h:|qC`} 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Fx.=#bVX7 7.2 定义布局设置 106 "
H\k`.j 7.3 设计波导 107 4tBYR9| 7.4 设置模拟参数 108 kffcm/ 7.5 运行模拟 110 e\L8oOk#r 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 f-Z/tfC 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 YaqJ,"GlT 7.8 添加一个新的轮廓 111 |CyE5i0 7.9 创建上方的线性波导 112 sPIn|d 8 各向异性BPM 115 a:w#s}bL 8.1 定义材料 116 @o`AmC.
8 8.2 创建轮廓 117 =Xr.'(U 8.3 定义布局设置 118 NgPk&niM 8.4 创建线性波导 120 ?Ir:g=RP* 8.5 设置模拟参数 121 |+9&rAg 8.6 预览介电常数分量 122 i/Zd8+.n$ 8.7 创建输入面 123 j8sH|{H!Nq 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ckCE1e>s 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 FYQS)s 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 WpvhTX 9.2 定义布局设置 130 M_DwUS1? 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 +ZP7{% 9.4 编辑输入平面 132 "w<#^d_6 9.5 设置模拟参数 134 W"{N Bi 9.6 运行模拟 135 BI@[\aRLQ 10 电光调制器 138 CrTw@AW9) 10.1 定义电解质材料 139 $XH^~i; 10.2 定义电极材料 140 %xLhZ\ 10.3 定义轮廓 141 ~k5W@`"W 10.4 绘制波导 144 $6IJP\ 10.5 绘制电极 147
[$UI8tV 10.6 静电模拟 149 hhvyf^o 10.7 电光模拟 151 JBZ@'8eqi] 11 折射率(RI)扫描 155 seJ^s@H5l 11.1 定义材料和通道 155 m1A J{cs 11.2 定义布局设置 157 I>$&-i 11.3 绘制线性波导 160 aN3;`~{9 11.4 插入输入面 160 Aos+dP5h,8 11.5 创建脚本 161 owv[M6lbD 11.6 运行模拟 163 B9S@(/"7 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "m>81-0 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *LY8D<:zs 12.1 定义材料 165 ,a?
oaPH 12.2 创建参考轮廓 166 )+Pus~w 12.3 定义布局设置 166 ~gt@P 12.4 用户自定义轮廓 167 '|=;^Z7.K 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 G3v5KmT 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 X@FN|Rdh 13.1 定义材料 173 [2cD:JL 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,/unhfs1q 13.3 定义晶圆 174 a8Wwq?@ 13.4 创建器件 175 f*8DCh!r" 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 %&bY]w 13.6 定义电极区域 178 <gBA1oRz 后继 BJ(M2|VH 有兴趣扫码加微联系[attachment=116081] V(*(F7+
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